钢的热处理工艺(表面热处理与其他工艺).ppt

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1、10.3 其他类型热处理,10.3.1 钢的形变热处理形变热处理：形变热处理的作用：形变热处理分类：高温形变热处理 低温形变热处理,一.高温形变热处理 1.高温形变热处理：AC3以上变形淬火 2.高温形变热处理的应用：3.影响高温形变热处理强化的因素（1）形变温度（2）形变量 4.高温形变热处理工艺：如图1013,二.低温形变热处理 1.低温形变热处理：AC1以下变形淬火 2.低温形变热处理的应用：3.低温形变热处理强化的原因：4.低温形变热处理工艺：如图1014,10.3.2 钢的表面淬火,表面淬火是通过快速加热使钢件表面达到临界温度（Ac1或Ac3）以上，不等热量传到工件内层就迅速予以冷却

2、，只使表面获得马氏体，而内层仍为塑韧性良好的调质态组织的热处理工艺。表面淬火的目的是使工件表面获得高的硬度、强度和耐磨性，心部具有一定的强度、足够的塑性和韧性。根据加热方法的不同，表面淬火可分为感应加热淬火、火焰加热淬火、激光加热淬火、电子束加热表面淬火、电解液加热淬火、电接触加热淬火等工艺。,一.感应加热表面淬火,1、感应加热表面淬火(链接)利用在交变电磁场中工件表面产生的高密度的感生电流，将工件表面快速加热到淬火温度，并淬火冷却获得马氏体的一种热处理工艺。,感应加热表面淬火示意图,集肤效应示意图,原理：电磁感应、“集肤效应”和热传导。较高频率的交变磁场使工件内部感生出巨大的涡流.涡流是指工

3、件在交变电磁场中，感生电流在工件表面形成封闭回路。感应电流在工件内的分布是不均匀的，在工件表层电流密度最大，而心部密度为零，这种现象称为集肤效应。频率越高，“集肤效应”越显著。电流透入的深度与感应电流的频率有关。电流频率越高，感应电流透入深度越浅。涡流在被加热工件中的分布由表面向心部呈指数规律衰减。电流透入深度：热=500f-1/2 冷=20f-1/2,2、感应加热原理,3、感应加热表面淬火的分类（1）高频感应加热表面淬火：频率为250-300KHz，淬硬层深度0.5-2mm。（2）中频感应加热表面淬火：频率为2500-8000Hz，淬硬层深度2-10mm。（3）工频感应加热表面淬火：频率为5

4、0Hz,淬硬层深度10-15 mm。,各种感应器,感应加热表面淬火分类,4、感应加热表面淬火的工艺 感应加热表面淬火(链接)的工艺方法是将钢件放入由紫铜管制作的与零件外形相似的感应圈内，随后将感应圈内通入一定频率的交变电流，这样在感应圈内外产生相同频率的交变磁场，同时在零件表面产生频率相同的感生电流，该电流在工件表面形成封闭回路。由此产生的热效应将零件表快速加热到淬火温度，随即喷水冷却，使工件表面获得马氏体组织。（1）加热温度：比普通淬火高30200（2）冷却：喷射冷却法（3）回火：炉中低温回火或自回火,5、感应加热表面淬火的特点（1）组织：中碳钢表面淬火后由表面往里面为：隐晶MMFTFP或S

5、。（2）加热速度快，生产效率高,适于大批量生产，易实现自动化。淬火温度高于一般淬火温度。（3）残余应力分布为表层为压应力，心部为拉应力。可显著提高疲劳强度（一般小尺寸零件可提高23倍，大尺寸零件可提高20%30%）和降低缺口敏感性。（4）淬火后马氏体晶粒细化，表面硬度高(表层硬度比普通淬火高23HRC，且脆性较小)，强度高，耐磨性高；冲击韧性随淬硬层增加而降低，冲击韧性与淬硬层深、心部组织有关。（5）加热速度快，保温时间短或无，一般不产生氧化和脱碳，工件变形小。淬硬层深度易于控制。（6）易于实现机械化与自动化。感应加热淬火后，为了减小淬火应力和降低脆性，需进行170200低温回火。（7）设备费

6、用高，零件形状复杂时感应器制造困难，不适于单件生产。,6、感应加热表面淬火的材料和应用（1）中碳钢和中碳合金钢。主要用于中碳钢和中碳合金结构钢制造的齿轮和轴类零件，它们经正火或调质（预先热处理）后再表面淬火，心部具有良好的综合力学性能，而表面具有较高的硬度和耐磨性。（2）工、模具钢。用高碳钢制造的、承受较小冲击或交变载荷的工具和量具，也可采用表面淬火。（3）球墨铸铁 感应加热表面淬火举例：钢轨的热处理、形变热处理板簧、中频调质、表面淬火、齿轮表面淬火,二.其它表面淬火,1.火焰加热表面淬火(链接)：其工艺方法是利用可燃气体(如氧-乙炔)的火焰将工件表面快速加热到淬火温度，然后立即用水喷射冷却，

7、通过控制火焰喷嘴的移动速度可获得不同厚度的淬硬层。此法适于单件或小批量零件的表面淬火。(链接),常用材料为中碳钢和中碳合金钢，如35、45、40Cr、65Mn等；还可用于灰铸铁、合金铸铁等铸铁件。淬硬深度一般为26mm。主要适用于单件或小批量生产的大型零件和需要局部淬火的工具及零件等。缺点是加热不均，易造成工件表面过热，淬火质量不稳定。,2.激光加热表面淬火（链接）其工艺方法是将激光器产生的高功率密度（103105W/cm2）的激光束照射到工件表面上，使工件表面被快速加热到临界温度以上，然后移开激光束，利用工件自身的传导将热量从工件表面传向心部而达到自冷淬火。淬硬深度0.30.5mm；形状复杂

8、、盲孔等均可。,激光表面处理技术可以解决其他表面处理方法无法解决或不好的材料强化问题。激光表面处理技术是利用激光束对金属表面进行瞬间淬头处理，经激光处理后，铸铁表层强度可达到HRC60度以上，中碳及高碳的碳钢，合金钢的表层硬度可达HRC70度以上，从而提高其抗磨损，抗疲劳、耐腐蚀、防氧化等性能，延长其使用寿命。,激光热处理技术与其他热处理如高频感淬头，渗碳、渗氮等传统工艺相比，具有以下特点：(1)无需使用外加材料，仅改变被处理材料表面层的组织结构。处理后的改性层具有足够的厚度，可根据需要调整深浅一般可达。(2)处理层和基体结合强度高。激光表面处理的改性层和基体材料之间是致密的冶金结合，而且处理

9、层本身是致密的冶金组织，具有较高的硬度和耐磨性。(3)被处理件变形极小，由于激光功率密度高，与零件的作用时间很短（10-2-10秒），故零件的热影响区和整体变化都很小。故适合于高精度零件处理，作为材料和零件的最后处理工序。(4)加工柔性好，适用面广。利用灵活的导光系统可随意将激光导向处理部位，从而可方便地处理深孔、内孔、盲孔和凹槽等，可进行选择性的局部处理。工艺简单优越。激光表面处理均在大气环境中进行，免除了镀膜工艺中漫长的抽真空时间，没有明显的机械作用力和工具损耗，无噪音、无污染、无公害、劳动条件好。再加上激光器配以微机控制系统，很容易实现自动化生产，易干批量生产。产品成品率极高几乎达到10

10、0%。效率很高经济效益显著。,3.电子束加热表面淬火 电子束加热表面淬火是当高速的电子流轰击工件表面时，电子可射入表面一定深度，电子的动能转化为热能使工件的表层快速加热到临界温度以上，电子束移开后工件自冷淬火的热处理工艺。电子流射入深度取决于加速电压的高低。例如，对钢铁材料，电子的加速电压为120KV时，其射入深度约为40m。,10.3.3 钢的化学热处理,化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，利用物理（活性原子的表面吸附、扩散等）、化学反应使介质中活性原子渗入工件表层从而改变工件表层化学成分和组织，从而使工件表面获得与心部不同的力学或物理、化学性能的工艺方法的总称。,钢的化学热处理与钢的

11、表面淬火的区别：表面淬火只改变表层组织，而化学热处理同时改变表层的成分和组织。,化学热处理方法：渗碳、碳氮共渗可提高钢的硬度、耐磨性及疲劳性质；渗氮、渗硼、渗铬使工件表面特别硬，可显著提高耐磨性和耐蚀性；渗铝可提高耐热抗氧化性；渗硫可提高减摩性；渗硅可提高耐酸性等。最常用：渗碳、渗氮和碳氮共渗及氮碳共渗。,一.化学热处理一般过程(链接),化学热处理一般过程：由分解、吸附、扩散三个过程组成。1.分解：渗剂分解产生活性原子。2CO CO2+C 2.吸附：活性原子被表面晶格捕获并溶解或与钢中某些元素形成化合物的过程。吸附的类型：物理吸附多分子层 化学吸附单分子层 3.扩散：活性原子由表面向内部定向迁

12、移，形成渗层的过程。扩散层的特点：由表面向内部渗入元素的浓度降低(链接)。,化学热处理进行的条件:1.渗入元素原子必须是活性原子,而且具有较大的扩散能力。2.零件本身具有吸收渗入原子的能力,即对渗入原子有一定的溶解度或能与之化合,形成化合物。,二.钢的渗碳,渗碳是指将低碳钢或低碳合金钢制造的工件放入渗碳介质中，在900950加热保温，使表面渗入活性碳原子，使工件表层达到高碳钢的含碳量的工方法。渗碳的目的是使工件在热处理后表面具有高硬度和高的耐磨性，高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度；而心部仍保持低碳钢良好的塑性、韧性。,经渗碳的机车从动齿轮,渗碳材料：低碳钢和低碳合金钢 渗碳的分类：依所用渗碳剂的

13、不同，钢的渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。,1.固体渗碳,渗碳工艺：工件+渗碳剂密封装入渗碳箱中，加热至900950保温。固体渗碳剂：木炭粉和碳酸盐(BaCO3或Na2CO3)的混合物。化学反应：C+O22CO BaCO3或Na2CO3BaO（或Na2O）+CO2 CO2+C 2CO 2COC+CO2,固体渗碳法示意图,2.气体渗碳（1）气体渗碳工艺方法：是将工件放入密封的加热炉中，加热到临界温度以上（通常为920950）按一定流量滴入液体渗碳剂（如煤油、甲醇和丙酮），并使之分解,分解产物有CnH2n和CnH2n+2,在钢的表面发生如下的反应：CnH2nnH2+nC CnH2n+2(n

14、+1)H2+nC 从而提供活性碳原子，吸附在工件表面并向钢的内部扩散而进行渗碳。,（2）滴注式可控气体渗碳：向炉内同时滴入两种有机液体稀释气体，富化气。利用CO2红外仪调节炉内碳势。（链接）（链接）（链接）,渗碳工件的一般工艺路线:锻造（问题）正火（目的）机械加工渗碳（组织）淬火+低温回火精加工。,3.渗碳后的热处理,渗碳加热温度为900950，渗碳保温时间视层深要求而定，一般为39小时。渗碳后：淬火：本质细晶粒钢可预冷至淬火温度直接淬火；本质粗晶粒钢渗碳后空冷后重新加热至淬火温度淬火。淬火方式：预冷直接淬火,一次淬火和二次淬火。低温回火：160220回火。,直接淬火法 直接淬火法预冷至850

15、880后直接淬入油中或水中，180200进行低温回火。预冷目的：减少淬火变形及开裂，使表层析出碳化物，降低奥氏体的含碳量，从而降低淬火后的残余奥氏体量，提高表层硬度。特点：操作简单、成本低，生产率高，但在高温下长期保温，奥氏体晶粒易长大，影响淬火后工件的性能，故只适用于渗碳件的心部,和表层都不过热的情况下；此外预冷过程中，二次渗碳体沿奥氏体晶界呈网状析出，对工件淬火后的性能不利。用途：大批量生产的汽车、拖拉机齿轮常用此法。,渗碳工件的热处理工艺,一次淬火法 一次淬火法工件经渗碳空冷后，再重新加热至淬火温度（如830860）进行淬火，然后在180200回火。这种方法在工件重新加热时奥氏体晶粒得到

16、细化，使钢的性能得到提高。用途：适用于比较重要的零件，如高速柴油机齿轮等。,二次淬火法 二次淬火法渗碳空冷后，先加热到Ac3以上(一般为850900)油淬，使心部组织细化，消除表层网状渗碳体；然后再加热到Ac1以上(一般为750800)油淬，最后在180200进行回火。二次淬火法使工件表层和心部组织被细化，从而获得较好的力学性能。但工艺复杂，成本高；工件经反复加热冷却后易产生变形和开裂。用途：只适用于少数对性能要求特别高的工件。,4.渗碳后的组织：缓冷组织：表层为P+网状Fe3C，内层为P，中间为过渡区P+F，心部为F+P。淬火并低温回火组织：针状回火马氏体+粒状碳化物或碳化物+少量Ar。硬度

17、为5864HRC，而心部则随钢的淬透性而定。对于低碳钢如15、20钢，其心部组织为铁素体+珠光体，硬度相当于1015HRC；对于低碳合金钢如20CrMnTi，心部组织为回火低碳马氏体+铁素体，硬度为3545HRC。,渗碳层的组织,过共析组织(P+Fe3C),共析组织(P),过渡区亚共析组织(P+F),原始亚共析组织(F+P),20钢渗碳缓冷组织(化染)580 表层珠光体+网状渗碳体;中层珠光体;内层铁素体+珠光体,渗碳后缓冷组织（平衡组织）,渗碳后淬火低温回火组织,心部,表层,渗碳后组织,5.渗碳层深的计算 金相法：有效硬化层法：从表层至HV550(或规定的显微硬度)处。6.渗碳件的性能：表层

18、的组织未高碳回火马氏体+粒状渗碳体或碳化物+少量残余奥氏体，硬度为5864HRC，耐磨性好，高疲劳强度。心部的组织为低碳回火马氏体（或含铁素体、托氏体），硬度为137183HB（未淬透）或3045HRC（淬透），具有较高的心部强度及足够的塑性和韧性。,7.实际应用中应注意的问题 设计技术条件一般包括渗碳层深度、表面硬度、心部硬度及不允许渗碳的部位等。渗碳淬火后，工件表面硬度高，因此一般在渗碳前进行机械加工；对渗碳件，设计中应注明渗碳淬火及回火硬度，渗碳部位及渗碳组织；对允许渗碳的某些部位，在渗碳前镀铜或涂上其它防渗物质，或留有足够的加工余量。,三.钢的渗氮,钢的渗氮(氮化)是指在Ac1温度以下

19、向工件的表面层渗入活性氮原子的化学热处理工艺。最常用的是气体氮化法与离子氮化法。渗氮的目的：提高表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、耐蚀性及热硬性。,渗碳与渗氮的工艺比较,1.渗氮的特点(1)更高的表面硬度（HV1000-2000）和耐磨性，很好的热稳定性。(2)由于表面存在压应力，更高的疲劳强度、抗咬合性能和低的缺口敏感性。(3)良好的抗腐蚀性能。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。(4)工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处理。(5)氮化的缺点：渗氮的生产周期长，一般要得到0.300.50mm的渗氮层，气体渗氮时间约需要3050h，成本较高，渗氮层薄而脆，不能承受冲击。,2.气体渗氮工艺

20、(1)工艺及其特点 在渗氮炉内通入氨气，利用在380以上氨气在加热时分解出活性氮原子，2NH3 3H2+2N,活性氮原子被钢吸收并溶入表面，同时在保温过程中向心部扩散，在表面形成氮化层。(1)渗氮温度：500580(2)供氮剂：无水氨气(3)渗氮时间：依据渗氮层深要求确定。,井式气体氮化炉,温度低：500600(常用550570)，远低于渗碳温度。由于氮在铁素体中有一定的溶解能力，无需加热到高温。时间长：2050h，氮化层厚度为0.40.6mm。需调质预处理：改善机加工性能和获得均匀的回火索氏体组织，保证较高的强度和韧性。,(2)气体渗氮后的组织,一般由表面向内部白亮层（铁和氮的化合物）扩散层

21、（氮化物和含氮的F）心部组织（S）。氮化层厚度不超过。下图为38CrMoAl 表面氮化组织：第一层为相（Fe2N）；第二层为过共析层，(Fe4N)和高度弥散的氮化物质点(AlN，CrN，MoN等)；第三层为共析和亚共析层，氮化物质点逐渐减少；心部为回火索氏体。,钢的渗氮组织,38 CrMoAl 气体渗氮层组织(化染)650 黄色区:(Fe2-3N)+(Fe4N);红色区:(Fe4N);蓝绿色区:含氮索氏体+脉状氮化物;绿黄色区:索氏体基体。,(3)渗氮钢 Al、Cr、Mo、V、Ti等合金元素极易与氮形成颗粒细小、分布均匀、硬度很高并且十分稳定的各种氮化物，如AlN、CrN、MoN、TiN、VN

22、等。常用的氮化用钢有35CrMo、40Cr、18CrNiW和38CrMoAlA等。对于以提高耐腐蚀性为主的渗氮，可选用优质碳素结构钢，如20钢、30钢、40钢等；对于以提高疲劳强度为主的渗氮，可选用一般合金结构钢，如40Cr等；而对于以提高耐磨性为主的渗氮，一般选用渗氮专用钢38CrMoAlA。,(4)渗氮后的钢件性能(表面强化和表面保护)高硬度、高耐磨性合金氮化物层HRC为6973（甚至达10001100HV），在600650有较高红硬性；疲劳极限高渗氮层的体积增大产生残余压应力，疲劳极限提高达15%35%；一般，T渗氮T渗碳，无需进一步热处理，渗氮层各性能均优于渗碳层。由于渗氮温度低，工件

23、变形很小；高的耐蚀性能致密的耐蚀的氮化物，使工件在水、过热的蒸气和碱性溶液中都很稳定；氮化层比碳化层薄且脆；且t渗氮t渗碳，生产效率低。为提高工件心部强韧性，需在渗氮前进行调质处理。,(5)渗氮的应用：用于交变载荷下工作并要求要求表面高耐磨性、精度要求高的重要结构零件及在高温下工作的耐热、耐磨及耐蚀的精密件。如仪表的小轴、高速传动的精密齿轮高速柴油机曲轴、精密机床主轴、丝杆、镗杆，以及齿轮套、阀门、排气阀等。,(6)实际应用中应注意的问题 设计技术要求应注明氮化层深度、表面硬度、氮化部位、心部硬度等，对于零件上不需渗氮的部位镀锡或镀铜保护，或增加加工余量、氮化后去除。工艺路线：锻造正火粗加工调

24、质精加工去应力粗磨氮化精磨或研磨。,3.离子渗氮,离子渗氮：在低于一个大气压的渗氮气氛中，利用工件(阴极)和阳极之间产生的辉光放电进行渗氮的工艺称为离子渗氮。（1）工艺过程 真空度10-110-2Torr(1Torr=1mmHg=133.3Pa)的离子渗氮炉中，通入NH3，工件，炉壁，400750V，氨气被电离成氨和氢的正离子和电子，阴极工件表面形成一层紫色辉光，高能量氮离子高速轰击工件表面，动能热能，工件表面温升到450650；同时氮离子在阴极上夺取电子后，还原成氮原子渗入工件表面，形成渗氮层。另外，氮离子轰击工件表面时，还能产生阴极溅射效应而溅射出铁离子，铁离子形成氮化铁(FeN)附着在工

25、件表面并依次分解为Fe2N、Fe3N、Fe4N放出氮原子向工件内部扩散，形成渗氮层。,(2)工艺特点 速度快、周期短。38CrMoAlA要达到0.530.7mm深的渗层，1520h（气体渗氮法50h）。质量高。由于阴极溅射有抑制生成脆性层的作用，所以明显提高渗氮层的韧性和疲劳性质。工件变形小。阴极溅射效应使工件尺寸略有减小，可抵消氮化物形成引起的尺寸增大。适用于处理精密零件和复杂零件，如38CrMoAlA钢制成的长9001000mm、外径27mm的螺杆，渗氮后其弯曲变形小于5m。对材料的适应性强。渗氮用钢、碳钢、合金钢和铸铁都能进行离子渗氮，但专用渗氮钢（如38CrMoAlA）效果最佳。缺点：

26、投资高，温度分布不均，测温困难和操作要求严格等。,四.钢的碳氮共渗,碳氮共渗指自表层同时渗入C和N的过程。又叫氰化。1.碳氮共渗的方法：（1）高温碳氮共渗 900950（2）中温碳氮共渗 700880（3）低温碳氮共渗 500570，又叫氮碳共渗。2.碳氮共渗C、N同时扩散的特点（1）共渗温度不同，共渗层中C、N含量不同（2）C、N元素相互对钢中的溶解度及扩散有影响（3）C对N的吸附有影响,碳氮共渗工艺,3.中温气体碳氮共渗 在气体介质中将碳和氮同时渗入工件表层并以渗碳为主的化学热处理工艺称为气体碳氮共渗。提高工件表面硬度、耐磨性和疲劳强度。原理：CH4+NH3HCN+3H2 CO+NH3HC

27、N+H2O 2HCNH2+2C+2N 工艺：温度T：820860；时间：取决于层深，符合抛物线规律：2=k 层深，碳氮共渗时间，k与材料有关的常数，k在有关手册上可查到 冷却：碳氮共渗后直接淬火、低温回火,组织：由表面向内部细针状M基体上分布碳氮化合物MAr，Ar较多，M为高碳MAr，Ar量下降，M中含碳量下降低碳M 常用于处理汽车、机床的各种齿轮、蜗轮、蜗杆和轴类零件(20CrMnTi)。,20CrMnTi 钢碳氮共渗层组织(化染)100 针状M+残余A;混合M+残余A;板条M+针状M,20 CrMnTi 钢碳氮共渗层组织,20Cr2Ni4A钢高温碳氮共渗淬火组织(化染)52,W18Cr4V

28、钢碳氮共渗层组织(化染)650 隐针马氏体+合金碳化物;从左至右含碳量逐步下降,在气体介质中对工件同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学热处理工艺称为气体氮碳共渗。原理：尿素分解，即：(NH2)2COCO+2H2+2N 2COCO2+C 工艺：温度：56010 时间：34h；冷却：共渗后可随炉冷却或出炉空冷。,4.低温气体碳氮共渗（氮碳共渗、软氮化）,组织：由表面向内部白亮层（铁和碳、氮的化合物）扩散层（氮化物和含氮的F）心部组织（S）。性能特点：应用：目前氮碳共渗已广泛应用于模具、量具、高速钢刀具、曲轴、齿轮、气缸套等耐磨件的处理，但由于表层碳氮化合物层太薄，仅有0.010.02mm，不宜用于重

29、载条件下。,五.钢的渗硼,渗硼定义：渗硼件的目的和性能：渗硼的工艺方法：（1）固体渗硼：粉末法、粒状法、膏剂法（2）液体渗硼：电解法、熔盐（盐浴）法（3）气体渗硼：渗硼层组织：化合物层和扩散层组成。化合物层主要是铁和硼形成的化合物，有FeB和Fe2B。,渗硼层组织,渗其它元素的组织：渗铝、渗硫、渗钒、渗铌等,六.其他表面处理,1.热喷涂 热喷涂是指把固体材料粉末加热熔化并以高速喷射到工件表面，形成不同于基体成分的涂层，以提高工件耐磨、耐蚀或耐高温等性能的工艺技术。其热源类型有气体燃烧火焰、气体放电电弧、爆炸以及激光等。,2.离子注入 离子注入首先将待注入元素的原子在离子源中电离，从离子源引出后

30、经过离子加速器后进入磁分析器对离子进行筛选,选出指定能量和质量的离子再经过聚束扫描后均匀射入工件表面。此法可以根据需要自由地选择注入元素，不受热力学相平衡、固溶度等物理冶金因素的限制。,3.气相沉积(链接)根据气相沉积过程进行的方式不同，又分为物理气相沉积（简称PVD法）、化学气相沉积（简称CVD法）和等离子体化学气相沉积（简称PCVD法）。,物理气相沉积（PVD法）PVD又有多种工艺方法，此法可沉积钛、铝以及某些高熔点材料。真空蒸镀：是将沉积材料与工件同放在真空室中，然后加热沉积材料使之迅速熔化蒸发，当蒸发原子与冷工件表面接触后便在工件表面上凝结形成一定厚度的沉积层。离子镀：与真空蒸镀不同的

31、是，工作室内充有氩气，而且在蒸发源与工件之间加上一个电场。在电场作用下氩气产生辉光放电，在工件周围形成一个等离子区。当蒸发原子通过时也被电离，结果被电场加速射向工件，在表面产生沉积。沉积层与基体的结合力较强。,化学气相沉积（CVD法)CVD法是在高温下使气相进行一定的化学反应，结果在工件特定的表面上沉积而形成一种固态薄膜的方法。其沉积过程一般包括沉积物的蒸发气化、气相与工件的化学反应、膜的沉积加厚三个阶段。此法可以制造各种用途的薄膜，例如，绝缘体、半导体、导体或超导体薄膜以及防腐、耐磨和耐热薄膜等。,等离子体化学气相沉积（PCVD法）PCVD法是在离子镀试验方法的基础上，向工作室内通入一些化学

32、反应气体，使之在电场中电离，这样不同成分的离子射向工件表面并发生化学反应形成新相的沉积层。此法可在工件表面形成TiC、Al2O3等薄膜，因而显著提高工件的耐磨性。,小 结,材料中可能存在多种类型的固态相变，如扩散型相变与非（或半）扩散型相变等。而通过适当的热处理（退火、正火、淬火、回火）来控制这些相变就可以获得不同的组织形态；还可以通过特殊的热处理改变局部的组织，甚至成分。M相变是钢中最重要的固态相变之一。M是A向F和Fe3C转变时的一个过渡相，这种坚硬相对钢的强化有重要意义。,举例：（均选用锻造毛坯，且钢材具有足够的淬透性）,1.形状简单的车刀，要求耐磨（6062HRC），材料选用T10钢。

33、工艺路线：,下料球化退火粗加工淬火+低温回火精加工,2.某机床主轴，要求良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50-58HRC），材料选用45钢。,下料退火（或正火）粗加工调质处理中频感应加热表面淬火（轴颈）+低温回火精加工,1将5mm的T8钢加热至760并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，托氏体，上贝氏体，下贝氏体，托氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体。请画出C曲线并在其上描绘出工艺曲线示意图。2.指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：20钢齿轮；45钢小轴；T12钢锉刀。3生产中常用增加钢中珠光体量的方法来提高来亚共析钢的强度，问用

34、何种热处理工艺？为什么？4某一用45 钢制的零件，其加工路线：备料锻造正火粗机械加工调质精机械加工高频感应加热淬火+低温回火磨削。请说明各热处理工序的目的及热处理后的组织。,思 考 题,5比较45钢分别加热到700、750和840水冷后硬度值的高低，并说明原因。6.对碳钢采用何种热处理工艺可获得(a)索氏体；(b)回火索氏体，并说明这两种组织形态以及力学性能有何差异。7.含碳量为1.2%的碳钢，其原始组织为片状珠光体和网状滲碳体，欲得到回火马氏体和粒状碳化物组织，试制订所需热处理工艺，并注明工艺名称、加热温度、冷却方式以及热处理各阶段所获得的组织。（Ac1=730,Accm=830）。,8选择下列零件的热处理方法并编写简明的工艺路线（选用锻造毛坯，且钢材具有足够的淬透性）：某机床变速箱齿轮（模数m=4）要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢；某机床主轴，要求有良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（5055HRC），材料选用45钢；镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合力学性能，材料选用38CrMoAlA。M12丝锥，要求刃部硬度为6062HRC，柄部硬度为3040HRC，材料选用T12A。,